不同地域空氣中負(fù)氧離子的檢測(cè)及其結(jié)果分析

黃虎全 楊旭 張靚

摘要：空氣負(fù)氧離子濃度多少，是空氣清新與否的重要標(biāo)志。通過對(duì)河北省唐山市區(qū)（平原，平均海拔23.2m）和四川省阿壩州若爾蓋縣城（高原，平均海拔3441.4m）負(fù)離子濃度定點(diǎn)及代表性區(qū)域檢測(cè)得知，唐山市負(fù)離子濃度平均為1500n/cm3左右，屬空氣較清新宜居城市，且環(huán)城水系建設(shè)使整個(gè)唐山市區(qū)負(fù)離子濃度明顯上升。若爾蓋縣城附近負(fù)離子濃度平均為1200n/cm3左右，低海拔農(nóng)區(qū)負(fù)離子濃度平均為2500n/cm3左右，表現(xiàn)出人體清新度相同而實(shí)際負(fù)離子含量相差較大現(xiàn)象，負(fù)離子偏少因高原季節(jié)性影響突出，若爾蓋大草原環(huán)境優(yōu)化和叢林植被延伸是增加本縣城負(fù)離子數(shù)量的最有效途徑。

關(guān)鍵詞：地域 負(fù)氧離子 濃度 檢測(cè) 空氣質(zhì)量

1 前言

空氣中負(fù)離子濃度是衡量空氣質(zhì)量好壞重要指標(biāo)，大氣自然環(huán)境中負(fù)離子濃度達(dá)到4000個(gè)/cm3時(shí)，有益人們健康長(zhǎng)壽。隨著社會(huì)工業(yè)化程度提高環(huán)境污染日益嚴(yán)重，人們生存環(huán)境中空氣中負(fù)離子數(shù)也越來越少，對(duì)人們健康產(chǎn)生不利影響。經(jīng)過近百年研究，科技工作者發(fā)現(xiàn)，負(fù)離子對(duì)人類醫(yī)療健康、衛(wèi)生保健、凈化環(huán)境等有著不可磨滅作用。氣象部門開展空氣負(fù)離子檢測(cè)工作，發(fā)展空氣負(fù)離子預(yù)報(bào)技術(shù)，利用監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)，建立預(yù)報(bào)模式，與天氣預(yù)報(bào)結(jié)合，增加每天空氣中負(fù)離子含量預(yù)報(bào)，既豐富了公益氣象服務(wù)內(nèi)容，又增加了專業(yè)氣象服務(wù)項(xiàng)目，也滿足現(xiàn)代人們環(huán)保與健康意識(shí)需求。

2空氣負(fù)離子檢測(cè)設(shè)備及數(shù)據(jù)圖識(shí)別

KEC-900便攜式檢測(cè)儀性價(jià)比相對(duì)較高，屬超大范圍空氣正、負(fù)離子測(cè)試儀，攜帶式設(shè)計(jì)，體積小，重量輕，數(shù)字式顯示，一目了然。測(cè)試各種環(huán)境下空氣中正、負(fù)離子濃度與各種負(fù)離子相關(guān)產(chǎn)品的離子產(chǎn)生數(shù)量，方便好用。同時(shí)亦適用于生產(chǎn)負(fù)離子發(fā)生器（空氣清新器、負(fù)離子空調(diào)、吹風(fēng)筒）、環(huán)境（溫泉、SPA、精油、瀑布、森林）測(cè)量等。

3負(fù)離子與相關(guān)要素綜合檢測(cè)

3.1 對(duì)河北唐山市大氣探測(cè)中心院內(nèi)空氣負(fù)氧離子檢測(cè)

通過連續(xù)對(duì)唐山市大氣探測(cè)中心負(fù)離子和部分氣象要素檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，空氣負(fù)離子濃度多少與季節(jié)、時(shí)間、氣溫、濕度、日照、風(fēng)速、濕度、離地高度、輻射等要素密切相關(guān)：暖季≥冷季、早晚≥中午、陰雨天≥晴天、向風(fēng)≥背風(fēng)、離地0-1.0米≥距地1.0米以上。

3.2 對(duì)唐山市各旅游景點(diǎn)空氣負(fù)氧離子檢測(cè)

通過重點(diǎn)定時(shí)對(duì)唐山市各旅游景點(diǎn)負(fù)離子和部分氣象要素檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，空氣負(fù)離子濃度多少還與環(huán)境、植被、水體、建筑布局、上下風(fēng)方、工廠密度、人流疏密等因素密切相關(guān)：公園環(huán)境茂≥其他環(huán)境、茂密植被≥空曠地帶、大型水體≥無水體周邊、低矮建筑（成排）≥高聳建筑（雜亂）、上風(fēng)方≥下風(fēng)方、人口稀疏≥人口密集。

3.3 對(duì)四川省若爾蓋縣氣象局院內(nèi)空氣負(fù)氧離子檢測(cè)

通過連續(xù)對(duì)四川省若爾蓋縣氣象局院內(nèi)負(fù)離子和部分氣象要素檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，空氣負(fù)離子濃度多少與氧氣含量、季節(jié)、時(shí)間、氣溫、濕度、日照、風(fēng)速、濕度、離地高度、輻射等要素密切相關(guān)：暖季≥冷季、早晚≥中午、陰雨天≥晴天、向風(fēng)≥背風(fēng)、離地0-1.0米≥距地1.0米以上。

3.4 對(duì)四川省若爾蓋縣各旅游景點(diǎn)空氣負(fù)氧離子的檢測(cè)

通過重點(diǎn)定時(shí)對(duì)若爾蓋縣各旅游景點(diǎn)負(fù)離子和部分氣象要素的檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，空氣負(fù)離子濃度多少與環(huán)境、植被、高原、農(nóng)區(qū)、上下風(fēng)方、人流疏密等因素密切相關(guān)：草原≥其他環(huán)境、茂密植被≥空曠地帶、河系≥無水體周邊、巴西片區(qū)≥鐵布片區(qū)、上風(fēng)方≥下風(fēng)方、人口稀疏≥人口密集。

3.5 對(duì)唐山市區(qū)、若爾蓋縣范圍內(nèi)負(fù)離子來源及其差異分析

結(jié)合上述檢測(cè)數(shù)據(jù)和綜合分析結(jié)果表明：負(fù)離子來源與衰減復(fù)雜，但就結(jié)合產(chǎn)生機(jī)制與各要素影響看出，唐山市、若爾蓋縣空氣負(fù)離子主要來源及其衰減引起差異可歸納四點(diǎn)：

3.5.1射線作用和尖端放電作用

由于自然界宇宙射線、紫外線、土壤、空氣放射線和山林、樹冠、葉端尖端放電作用影響，有些空氣分子釋放出電子，在通常大氣壓下，被釋放出電子很快又和空氣中中性分子結(jié)合成為空氣負(fù)離子。唐山市東臨渤海海域，全年降水、雷電頻發(fā)，為負(fù)離子產(chǎn)生提供了有利條件。晴天地面上大氣電場(chǎng)電勢(shì)差約為100V/m，植物葉子頂部較尖、曲率半徑較小，易積累電荷，使附近電場(chǎng)大到足以把空氣擊穿而產(chǎn)生放電，即“尖端放電”，電離出自由電子與氧氣分子或水分子結(jié)合形成空氣負(fù)離子。若爾蓋縣城海拔較高，空氣稀薄，草原植物葉子頂部尖、曲率半徑較小，易積累電荷，產(chǎn)生負(fù)離子，但廣袤草原供應(yīng)微不足道。

3.5.2光合作用

平原地區(qū)公園與城市主要干道大面積栽種樹木、花卉等植被，為光合作用具備了必要條件，但相比高原天然植被顯得微乎其微，尤其高原農(nóng)區(qū)森林覆蓋面大，無污染，空氣清新。光合作用有許多電子參與，會(huì)結(jié)合氧氣分子及水分子，形成空氣負(fù)離子。

3.5.3物理作用（大型水體、噴泉）

唐山市水資源豐富，尤其南湖生態(tài)城建成和環(huán)城水系開通，當(dāng)然還有公園人工設(shè)立噴泉;而地處高原若爾蓋縣有豐富地下水資源和濕地，這些水體就是一個(gè)個(gè)大型負(fù)離子離子發(fā)生源。站在瀑布旁邊會(huì)感覺空氣無比清新和涼爽，令人神清氣爽，心曠神怡，這就是負(fù)離子產(chǎn)生的神奇功效。再如噴泉開啟時(shí)明顯感到空氣清新，也是空氣負(fù)離子濃度增大緣故，噴泉規(guī)模越大，產(chǎn)生空氣負(fù)離子濃度也越大;而且噴泉水柱噴射形狀也影響空氣負(fù)離子濃度，交叉狀水柱在高空形成激烈碰撞，產(chǎn)生水霧多，空氣負(fù)離子數(shù)量也大。

3.5.4空氣負(fù)離子飄逸

真正能體現(xiàn)負(fù)離子多少與增減的是負(fù)離子飄逸，飄逸提供大量負(fù)離子，也可衰減負(fù)離子而減少其數(shù)量，目前我們只能結(jié)合風(fēng)速、風(fēng)向、時(shí)間、空間、建筑群體、天氣狀況等認(rèn)識(shí)飄逸，如某日天氣晴朗，以唐山南湖水系或若爾蓋縣巴西片區(qū)為負(fù)離子發(fā)生源，07-11時(shí)，如果是東南風(fēng)或東風(fēng)、風(fēng)速3.0-7.0m/s，明顯感覺空氣清新怡人，由東向西逐漸減弱，這就是一次簡(jiǎn)單負(fù)離子飄逸與衰減，當(dāng)空氣負(fù)離子含量以主要發(fā)生源經(jīng)飄逸覆蓋市區(qū)為主導(dǎo)時(shí)，其他發(fā)生源就顯得微不足道，因城市中心植被在車流與人群密集影響下，遠(yuǎn)不能達(dá)到空氣清新負(fù)離子濃度要求，所以欲提高若爾蓋縣負(fù)離子濃度，在有較好發(fā)生源前提下，改善飄逸條件尤為重要。

4小結(jié)

①空氣負(fù)氧離子屬新型科技項(xiàng)目，如此檢測(cè)彌補(bǔ)唐山市、阿壩州管轄范圍空白，尤其是平原、高原對(duì)比觀測(cè)結(jié)合時(shí)效性和作用性，具備深化開發(fā)前景，可嘗試分析數(shù)據(jù)建立負(fù)氧離子預(yù)報(bào)模式，明確負(fù)離子對(duì)人體健康作用，與天氣預(yù)報(bào)為一體成為服務(wù)型產(chǎn)業(yè)，并開發(fā)應(yīng)用負(fù)離子發(fā)生器。

②通過對(duì)唐山市空氣中負(fù)氧離子濃度定點(diǎn)檢測(cè)得知，唐山市空氣負(fù)氧離子濃度平均為1000 n/cm3以上，屬空氣較為清新、宜居;若爾蓋縣城附近負(fù)離子濃度平均為1500n/cm3以下，屬空氣清新，是否為宜居城市還要結(jié)合氧氣含量和高海拔對(duì)人體傷害程度具體分析;若爾蓋縣低海拔農(nóng)區(qū)負(fù)離子濃度平均為2000n/cm3以上，屬空氣較清新的宜居城市。

③此次檢測(cè)以擴(kuò)大社會(huì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益為出發(fā)點(diǎn)，公益服務(wù)效果明顯，在實(shí)現(xiàn)負(fù)氧離子濃度常規(guī)檢測(cè)基礎(chǔ)上，拓寬服務(wù)領(lǐng)域，有效增加服務(wù)群體，使服務(wù)效益得到明顯增強(qiáng)，是負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)工作方向和工作重心。

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作者簡(jiǎn)介：黃虎全（1987-），男，漢族，甘肅甘谷人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。

（理縣氣象局 623100 若爾蓋縣氣象局 624500 阿壩州氣象局 624000）